Технологии

Способы минимизации ошибок в расчётах по ГНСС

12 Августа 2021
Способы минимизации ошибок в расчётах по ГНСС

Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) стали важной частью повседневной жизни. Они используются  для таких вещей, как навигация, топографическая съёмка и картографирование, и это лишь малая часть. Хотя геодезические приложения ГНСС невероятно мощны, они сталкиваются с ограничениями из-за неизвестных в их расчётах. Один из важных факторов, способствующих возникновению этих ошибок, – задержка в тропосфере, которая добавляет неопределённости расчётам местоположения из-за переменной задержки сигнала, проходящего от спутника к приёмнику.

Частично задержка в тропосфере вызвана присутствующими в тропосфере газами (азот, кислород, аргон и т.д.) и может изменяться в зависимости от температуры и атмосферного давления. Это называется гидростатическая задержка. Другой компонент задержки связан с водяным паром и конденсированной водой, которая содержится в облаках, что делает её весьма зависимой от погодных условий.

В недавнем выпуске GPS Solutions опубликовано исследование, проведённое Ханг Су из Университета Китайской академии наук. В нём изучалось влияние атмосферного давления и гидростатической задержки на геодезические приложения, поддерживаемые ГНСС. Поскольку точность рассчитанной гидростатической задержки в значительной степени зависит от изменений атмосферного давления, эта переменная является ключевым измерением для точного определения общей задержки в тропосфере. Для этого исследовательская группа изучила данные за 17 лет о местоположении 320 станций ГНСС с целью уточнения задержки, вызванной гидростатической задержкой.

Используя данные Европейского центра повторного анализа среднесрочных прогнозов погоды (ERA5), набора данных с почасовыми оценками погодных переменных, команда Ханг Су рассчитала атмосферное давление на высотах 320 станций ГНСС. Хотя атмосферное давление можно напрямую измерить некоторыми приборами, трудно получить точные результаты в глобальном масштабе с помощью отдельного прибора. Чтобы смягчить это, в 1948 году был разработан стандартный метод расчёта давления, который широко используется сегодня.

Однако этот стандартный метод может дать большую погрешность в расчётах атмосферного давления и гидростатической задержки, если станция ГНСС находится на большей высоте. Исследовательская группа стремилась оптимизировать этот стандартный метод, включив в уравнение не только высоту, но и широту, и температуру. Поскольку стандартный метод учитывает только высоту, это действительно усложняет процесс, но с этой оптимизацией они предложили пересмотренную модель атмосферного давления, основанную на 17-летних данных по ГНСС.

Эти модифицированные модели могут предоставить более точный метод определения локального и глобального атмосферного давления, тем самым уменьшая ошибки гидростатической задержки. Когда они протестировали свои улучшенные модели, они сообщили об улучшении расчётов давления примерно на 50%. Повышение точности определения местоположения может быть особенно полезно в геодезии, где мы должны понимать, как земная кора движется и деформируется с течением времени, а также понимать опасность землетрясений. Работа, которая уменьшает неопределённость, также открыла нам новые двери. Теперь станции используются в том числе и для измерения водяного пара в атмосфере на основе задержки в тропосфере. Улучшенный расчёт компонентов этой задержки также может помочь в этих измерениях.


Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный канал на TamTam

Источник: По материалам UNAVCO Inc.
Короткая ссылка:  vestnik-glonass.ru/~4FrJ6
21.01.2026
Для решения нынешних и будущих экономических и экологических проблем, стоящих перед воздушным транспортом, проектирование авиационной техники должно расширить свой фокус с современных традиционных самолётов типа «крыло-фюзеляж-хвост» на более совершенные аппараты. Способность проектировать революционные летательные аппараты для повышения мобильности и эффективности воздушного транспорта имеет первостепенное значение для национальной экономики, наряду с уменьшением нашего воздействия на окружающую среду и поддержкой национальной обороны. Всё это, в более высокой степени, относится и к аэрокосмической отрасли.
20.01.2026
Начиная с 2026 года, будущее промышленного интернета вещей (IIoT) будет заключаться не просто в подключении машин к панелям управления. Оно будет связано с анализом данных в реальном времени, принятием решений на периферии сети и автоматизацией, ориентированной на безопасность, которая будет напрямую поддерживать команды по охране труда и окружающей среды, операционных менеджеров и руководителей предприятий.
19.01.2026
Более четырёх десятилетий ГНСС (ГЛОНАСС, GPS, BeiDou и Galileo) служат невидимой инфраструктурой современного мира, лежат в основе навигации, телекоммуникаций, финансов и обороны — технологий, которые все вместе определяют жизнь XXI века. Однако по мере углубления зависимости растёт и уязвимость. Глушение и подмена сигналов стали обычным явлением, от зон конфликтов до коммерческих портов. В самых современных шахтах мира, в плотных городских коридорах и под крышами, где сигналы ослабевают, одной лишь ГНСС недостаточно для обеспечения точности, требуемой современными приложениями.
15.01.2026
ИИ – это прекрасно, если разуметь под этим продвинутую IT-технологию! Это центричная, безусловно, очень сложная технология. Но к сильному искусственному интеллекту она никакого отношения не имеет. Об этом в эфире телеканала «Россия 24» рассказал академик РАН, директор Института системного программирования РАН Арутюн Аветисян. По его словам, не существует инвестиций в создание сильного искусственного интеллекта.

СТАТЬИ ГЛОНАСС

Киберугрозы как реальность сегодняшнего дня
В 2024 году в нашей стране было зарегистрировано более 765 тысяч правонарушений, совершённых с применением информационно-телекоммуникационных технологий, что составляет приблизительно 40% от общего объёма преступлений. Такие данные приводит новостной сайт Центра международной торговли со ссылкой на МВД РФ. В этом году их будет зарегистрировано ещё больше – можно ни разу не сомневаться. Цифровизация проникла во все сферы деятельности, сделав нашу жизнь продвинутой и комфортной – мы привыкли мгновенно оплачивать всё что хочешь через банковские приложения, управлять бизнесом в облаке, общаться в социальных сетях и одним кликом скупать содержимое маркетплейсов. Увы – вслед за этими удобствами идут массовые утечки персональных данных, промышленный шпионаж, репутационные риски, угрозы национальной безопасности и пр. Это не только экономические потери, но и серьёзные вызовы для государственного суверенитета и общественного доверия к цифровым системам.